SHIELDED ARC WELDING FLUX FOR COMMON, SEMI-ALLOYED, ALLOYED OR SPECIAL STEELS

FLUX POUR SOUDAGE A L'ARC SUBMERGE D'ACIERS ORDINAIRES SEMI-ALLIES, ALLIES OU SPECIAUX

Abrégé français

PRECIS DE LA DIVULGATION:
L'invention a pour objet un flux pour le soudage à
haut rendement et à vitesse d'avancement élevée, d'aciers
ordinaires, semi-alliés, alliés ou spéciaux. Ce flux est
caractérisé par sa composition nominale qualitative et quantita-
tive qui répond aux conditions suivantes:
- Poudre de Fe entre 40 et 80%
- Ca F2 10 et 30%
- Ca O 5 et 15%
- Si O2 5 et 14%
- Al2 O3 0,2 et 9%
- Zr O2 3 à 10%
- Ti O2 0 à 0,3%
- Mn O Si O2 3 à 12%
- Fe Mn 2 à 7%
- Fe Si (à 45% de Si) 2 à 7%
- Fe2 03.Fe O 0,1 à 1,3%
dans laquelle les pourcentages sont exprimés en valeur pondérale
par rapport au poids total de la composition et répondent
à la condition:
<IMG>
% (Si O2) +% (A12 O3) + % (Fe2 03.Fe O) + % (Ti O2)
% (Zr O2) + % (Fe Mn) + % (Fe Si).

Revendications

Les réalisations de l'invention au sujet desquelles
un droit exclusif de propriété ou de privilège est revendiqué,
sont définies comme il suit:
1. Flux pulvérulent pour le soudage à l'arc submergé,
à hauts rendements, d'aciers ordinaires, semi-alliés, alliés
ou spéciaux, caractérisé par sa composition nominale qualitative
et quantitative qui répond aux conditions suivantes:
- Poudre de Fe entre 40 et 80%
- Ca F2 10 et 30%
- Ca O 5 et 15%
- Si O2 5 et 14%
- Al2 O3 0,2 et 9%
- Zr O2 3 à 10%
- Ti O2 0 à 0,3%
- Mn O Si O2 3 à 12%
- Fe Mn 2 à 7%
- -Fe Si (à 45% de Si) 2 à 7%
- Fe2 O3.Fe O 0,1 à 1,3%
dans laquelle les pourcentages sont exprimés en valeur pondérale
par rapport au poids total de la composition et répondent
à la condition:
<IMG>
% (Si O2) + % (Al2 O3) +% (Fe2 O3.Fe O) +% (Ti O2)+
% (Zr O2) + % (Fe Mn) +% (Fe Si).
2. Flux suivant la revendication 1 caractérisé en
ce que la poudre de Fe est remplacée, à concurrence de 45%
par de la poudre d'un ou de plusieurs des métaux choisis dans
le groupe constitué par les métaux suivants:
C, Mn, Si, Cr, Ni, Mo, Va, Nb, Co, W, Be, Zr, Al, Mg
et Ca, pris isolément ou en mélange.

3. Procédé de soudage d'aciers ordinaires, semi-alliés,
allies ou spéciaux au moyen d'un arc submergé, caractérisé en
ce que l'on effectue le soudaga à l'aide d'un flux pulvérulent
ayant une composition nominale qualitative et quantitative répon-
dant aux conditions suivantes
- Poudre de Fe entre 40 et 80%
- Ca F2 10 et 30%
- Ca O 5 et 15%
- Si O2 5 et 14%
- Al2 O3 0,2 et 9%
- Zr O2 3 à 10%
- Ti O2 0 à 0,3%
- Mn O Si O2 3 à 12%
- Fe Mn 2 à 7%
- Fe Si (à 45% de Si) 2 à 7%
- Fe2 O3.Fe O 0,1 à 1,3%
dans laquelles les pourcentages sont exprimés en valeur pondérale
par rapport au poids total de la composition et répondent à la
condition:
<IMG>
% (Si O2) +% (Al2 O3) + % (Fe2 O3.Fe O) +% (Ti O2)
% (Zr O2) +% (Fe Mn) + % (Fe Si).
4. Procédé de soudage selon la revendication 3,
caractérisé en ce que l'on effectue le soudage à l'aide du
flux pulvérulent dans lequel la poudre de Fe est remplacée, à
concurrence de 45% par de la poudre d'un ou de plusieurs des
métaux choisis dans le groupe constitué par les métaux suivants:
C, Mn, Si, Cr, Ni, Mo, Nb, Co, W, Be, Zr, Al, Mg et
Ca, pris isolément ou en mélange.

Description

3l~7~l~7~
La présente inventioll a pour objet des flux pour le
soudage à l~arc submerge ! dlaciers ordinaires, semi-allies,
allies ou speciaux, caracterisés par un haut rendement et une
vitesse d'avancement relativement elevee.
Le procede de soudage à l'arc submerge es-t largement
utilise en soudage automatique en raison des grandes vitesses
d'execution des soudures atteintes aux amperages eleves que ce
procede permet d'utiliser.
Les caracteristiques specifiques des procédés de soudage
a l'arc submergé sont fonction, entr'autres, des compositions de
flux utilisées.
C'est ainsi que dans le domaine des flux basiques ou
neutres, des cordons de ~orte épaisseur possedant de hautes
resistances à la traction et/ou des duretes elevees sont obtenus,
à des vitesses d'avancement de 50 cm/min, avec les flux et les
fils decrits aux brevets belges ~80.284 et que, d'autre part, les
flux decrits aux brevets allemand 2.316.356 et belge 807.734 per-
mettent d'atteindre des vitesses d'avancement allant jusqu'à
135 cm/min. `
Cependant, de tels flùx se caractérisent par des rende-
- ments d'environ 100-(en entendant par rendement le poids, en kg,
de cordon deposee par lO0 kg de fil). -
Le but de la presente invention est d'obtenir des rende-
ments superieurs pouvant atteindre 200, conjointement à:
- des vitesses de fusion élevées (jusqu'a 25 kg/hr) pour une
puissance donnée d'arc ou inversément l'utilisation de puis-
sances reduites pour le depôt de cordons importants (et donc
la réduction de la zone d'influence thermique)
- et à des vitesses d'avancement de l'ordre de 200 cm/min.
Ce but a ete poursuivl en incorporant à des flux basi-
ques de grandes quantites de poudre a base de fer et on a pu
realiser les caracteris-tiques recherchees en utilisant des -
compositions de flux comportant:
- des quantites importantes de poudre de Fe : 40 a 30
~ i . .

7~
- des taux éleves de fluorures de calcium (Ca F2) : 10 ~ 30~
- une grande var.iéte d~oxycles tant alcalins que metalliques et,
de fa~on inattendue, pour autant que la condition (en pourcen-tages
pondéraux:
~`aF2 t (%)CaO t% Silicate de manganèse (MnO Si 02) ~ 1 3
(%) des autres poudres (~ xclllsion de celle de Fe)
soit réalisée.
Il a egalement été découvert que la substitution
à la poudre de fer, de poudres métalliques diverses telles que
C, Mn, Si, Cr, Ni, Mo, Va, Nb, Co, W, Be, Zr, Al, Mg, Ca à
concurrence de 45% permet de procurer aux cordons toute
caractéristique mécanique (résilience, dureté, résistance de la
traction) souhaitée.
I.es flux pulvérulents selon l'invention sont obtenus en:
1. mélangeant à 4 à 16% de produits prefondus au silicate de Mn
par exemple: / 10% (Ca 0)-l 4% (Ca F2) ~-75~ (Mn O Si 02):
5% (A12 03)-l-2% (Fe O) ~ traces7
- 40 à 80% de poudre de Fe
- 10 à 30% de Ca F2
- 10 à 35% de Wellastonite
- 3 a 10% de Zr 02
- 2 à 7% de Fe Mn
- - 2 à 7% de Fe Si
- O à 10% de Bauxite calcinée (à 85% d'A12 03)
2. agglomérant le mélange par mixtion dans des silicates de
soude ou de potasse (à raison de 7 à 15 gr de silicates par
100 gr de mélange) :~
3. séchant et recuisant entre 450 et 650
Ils sont caractérisés par des compositions nominales qualita-
tives et quantitatives répondant aux conditions suivantes (en %
du poids de poudres) :
'
- 2 - .~

74
Fe : 40 à 80 %
Ca F2 : 10,16 à 30,64%
Ca O : 4,8 à 14,~ ~
Si 02 : 4,5 à 13,7 %
A12 03 : 0,2 à 9,3 %
FeO + Fe2 03 : 0,1 à 1,3 ~
Ti 02 ~. 0 à 0,3 % :
Zr 02 : 3 à 10 ~ :
Mn O Si 02 : 3 à 12 % : `
Fe Mn : 2 à 7 % :
Fe Si : 2 à 7
Selon une autre caractéristique de l'invention,
ces compositions nominales qualitatives et quantitatives
répondent à la condition :
(~ Ca F2 + (%1 CaO + % (Mn O Si 02
(%) Si 02 + (~) A12 03 + % Fe2 03. (Fe O) + (%) Ti 02 +
(~) Zr 02 + (%) Fe Mn + (%) Fe Si
avec toutes les variantes ~ue permet le remplacement d'une par- ~
tie de la poudre de Fe par une ou des poudres de C, Mn, Si, Cr, : ~`
Ni, Mo, Va, Nb, Co, W, Be, Zr, Al, Mg, Ca ... à concurrence de
45 %. .
A titre d'exemples non limitatifs, les compositions
1 et 2 ci-après ont été réalisées.
1 2 ~ ~:
Poudre de Fe 50 50
Spath fluor (Ca F2) 16 13
Wollstonite 18 12
Oxyde Zr 6 6
Fe Mn (bas C)
Fe Si (Si 45%) 2 2
Produit préfondu au
silicate de Mn 4 13 ~:
100 100 ',, `

~al7~74
~`es compositions ont deposé des cordons presentant des caracté-
ristiques mécaniq-les (resistance ~ la traction, du~ete, resilien-
ce) identiques cl celles obtenues avec les flux usuels en soudage à
].'arc submergé d'acier ordinaires, semi-alliés, allies ou speciaux
mais avec des rendements de 110 à 180 Kg et des vitesses de
soudage (fonction des fils et des paramètres utilises) pouvant
atteindre 200 cmJmin.
- 4 - ~;
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